1977年1月8日莫斯科不同地点遭遇三次炸弹袭击：17:33正在“伊斯梅洛沃”站和“五一”站之间运行的地铁车厢发生爆炸，18:05捷尔任斯基街（大卢比扬卡街）15号食品店（邻近克格勃大楼）发生爆炸，18:10十月二十五日街（尼古拉街）5号食品店爆炸。袭击共造成7人死亡（全部是地铁车厢内乘客），37人受伤。捷尔任斯基街食品店的炸弹放在坚固的柜台下，十月二十五日街食品店的炸弹丢在铸铁垃圾桶内，可能是这两处无人死亡的原因。
媒体照例保持沉默。社会上流传小道消息，声称“死伤数百”，引起市民恐慌。
苏联总检察院、内务部和克格勃派出精干人员侦办，国家安全少将瓦季姆·乌迪洛夫统筹领导，专案代号“爆破手行动”。六个多月陆续询问了有可能看到犯罪分子的目击证人500余名，但没人能够清楚描述作案者形貌，许多证人提供的情况自相矛盾。
专案组成员之一阿尔卡季·雅洛沃伊回忆：“我们部门的领导尼古拉·马尔科夫斯基命令彻底融化十月二十五日街爆炸地点旁边的历史古文献研究所屋顶积雪，不少人埋怨说这么干也太蠢了吧”。结果竟找到一根闹钟指针，系埃里温钟表厂产品。
专家团队又发现三枚炸弹是用一种带氟化钙涂层的特殊电焊条焊接制造，这种焊条仅限军工企业使用，判断至少一名犯罪分子从事国防工业工作。
综合收集到的各项物证，专案组圈出生产销售这些材料的“可疑”城市：埃里温、顿河畔罗斯托夫和哈尔科夫。于是有人提出作案者可能是亚美尼亚或乌克兰民族主义者。后来一位克格勃人员在塔什干机场注意到某旅客携带的提包与犯罪分子使用的提包相同，赶快买个新包跟人家交换，查明是埃里温皮革制品厂出产。
1977年10月底犯罪分子再次发动袭击，他们进入莫斯科市“库尔斯克”火车站，购买莫斯科-埃里温返程车票后将炸弹提包留在候车大厅。过了一会儿一位旅客见提包无人看管，打开发现电线和计时装置，遂通知值班警察。调查组在包内寻获极具价值的证据：埃里温生产的带奥林匹克标志蓝色运动服和护耳皮帽，帽子上沾着几根黑头发。
于是立即指示外高加索方向各火车站、机场警察仔细寻找没穿外衣、黑色卷发的男子，果然在亚美尼亚/格鲁吉亚边境往返莫斯科和埃里温的№55次列车上抓获一名只穿蓝色运动长裤的年轻黑发男子，随身无相应上衣、证件和旅行用品。此人叫阿科普·斯捷潘尼扬（1947年生，工人），与画家朋友扎文·巴格达萨良（1954年生）同行，不能说明他们去莫斯科的目的。后来斯捷潘尼扬母亲指认“库尔斯克”火车站装炸弹的包确是她儿子之物，搜查公寓发现与莫斯科爆炸案类似的爆炸物。
专案组继续调查，认定一个叫斯捷潘·扎提克扬的人是恐怖袭击幕后主谋。此人在埃里温机电厂工作，有妻子和两个年幼孩子，学生时代秘密创建了主张亚美尼亚独立的地下党，四处散发传单，认为“压迫亚美尼亚人民”的俄罗斯人应受惩罚。阿科普和扎文是他邻居，也被吸收为党员。
苏联最高法院1979年1月16-20日不公开审理三名被告，根据尤里·安德罗波夫的指示制作成纪录片，所以被告的部分发言得以保存，比如扎提克扬当庭宣称：“我已多次声明，我不承认你们的审判，不需要任何辩护律师。我是原告，不是被告。你们无权审判我，因为犹太-共济会俄罗斯帝国不是个法制国家！好好记住这一点吧”。
审理结束，扎提克扬最后用亚美尼亚语高呼：“转告别人，这是斯捷潘的遗言：复仇、复仇、再复仇”。
1月24日法院宣判三名被告有罪，处以枪决。1月30日苏联最高苏维埃驳回请求宽大处理的申请，当天执行死刑。次日全苏联只有《消息报》简短报道审理和判决，仅提及扎提克扬姓氏。需要指出的是，苏联最高法院做出死刑判决后通常需要六个月时间审议上诉，或依法向苏联最高苏维埃提出赦免请求。
然而并非所有人都认同这一判决，尤其苏联各地的持不同政见者。安德烈·萨哈罗夫院士1月30日写信给勃列日涅夫说：“有充分理由担心此案出现了司法错误或故意造假。地铁爆炸案发时扎提克扬不在莫斯科，许多目击者可以证明他不在场，但侦查员对澄清这一点和其他重要案情并无兴趣。法院审理不必要地完全封闭和秘密，甚至不通知家属。这种彻底违背公开原则的庭审不可能查明真相”。要求暂停执行判决、重审。
萨哈罗夫院士打电话告知外国记者和机构写给勃列日涅夫信的内容。几小时后他单位开始接到电话，来电者纷纷表示自己参加了扎提克扬庭审，对萨哈罗夫为杀人犯做辩护的行径深感愤慨。《消息报》刊登谴责萨哈罗夫的文章，继而引起更多“群众来信”，包含对萨哈罗夫的人格侮辱和死亡威胁。
到了1980年代，苏联的一些持不同政见者和历史学家指出有理由怀疑扎提克扬是否参与了爆炸案。比如：安德烈·萨哈罗夫说扎提克扬跟兄弟见面时称：“除了让我的孩子变成孤儿，我再无任何罪过”，认识扎提克扬的人则表示恐怖主义不是扎提克扬的行事风格。一些人权活动家声称埃里温监狱的囚犯们受到压力，被迫作证扎提克扬策划恐怖袭击。米哈伊尔·赫勒和亚历山大·涅克里奇1996年合著出版的一本书说三名被告都有不在场证明。
苏联地下组织“新共产党”领袖之一亚历山大·塔拉索夫在自己回忆录中写道，莫斯科爆炸四个月后他因涉案嫌疑被捕，最终“百分之三百”自证清白（案发时住院卧床）才被释放。因此塔拉索夫说他“强烈怀疑扎提克扬与同案枪决的两名同志是否真的引爆了炸弹”。
1985年7月逃往西方的苏联克格勃第一总局原上校奥列格·戈尔季耶夫斯基认为专案组找不到莫斯科爆炸真凶，只好抓三个亚美尼亚人当“替罪羊”。持不同政见者谢尔盖·格里戈良茨甚至提出该案系安德罗波夫和时任克格勃五局局长菲利普·波布科夫秘密指示“阿尔法”特种部队所为，借此镇压亚美尼亚人和犹太人、摧毁异见运动。
编译：散栎儿@厌然闲居
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